水稻叶面积指数及产量信息的空间结构性分析

通过对水稻抽穗期叶面积指数及产量信息的采样研究,探讨了叶面积指数及产量信息的空间结构性,并建立了半方差函数模型,结果表明该变量具有明显的区域化变量特征和较好的空间结构特征.该文引入区域化变量理论,弥补了单纯采用经典概率统计法对作物信息进行分析的片面性.水稻抽穗期叶面积指数与产量信息之间呈抛物线关系,相关性达显著水平,说明可以通过对叶面积指数的科学调控,使一定尺度范围内的水稻产量获得全面提高.对作物信息进行空间结构性和定量化研究为精确农业的实施提供了必要的技术支撑.     

湿地土壤养分的空间异质性研究方法构想

湿地土壤养分是时空连续的变异体,不论尺度大小均具有高度的空间异质性.湿地土壤养分变量属于区域化变量,同时具有随机性和结构性,仅运用经典的Fister统计方法已经不能满足土壤空间异质性研究的需要.地统计学是近几十年发展起来的一门新的空间分析方法,其变异函数则适合于定量研究区域化变量空间结构变异特征,能够全面反映区域化变量的结构性.作者在前人的工作基础上意欲用地统计学的区域化变量理论和变异函数对湿地土壤养分的空间异质性进行定量研究,并对其研究方法进行了构想.＃     

基于机器学习和无人机多光谱遥感的苜蓿产量预测

作物产量快速准确预估对规模化农业生产具有重要意义。该研究在河北省涿州市开展田间试验，设置5个灌水处理及雨养对照区，使用无人机搭载多光谱相机在苜蓿的分枝期、现蕾期和初花期进行遥感监测，将光谱参数与苜蓿产量做相关性分析，分别挑选各生育时期相关性较好的5种植被指数，以去除土壤噪声后的5种植被指数和作物表面模型提取的苜蓿株高为输入变量，通过支持向量回归算法建立各生育时期的苜蓿产量预测模型，并结合实测产量进行模型评价。结果表明，苜蓿产量预测模型精度由高到低的生育时期依次为初花期、现蕾期、分枝期，使用植被指数和株高组合作为输入变量可以提高产量模型的预测精度。在初花期使用植被指数和株高组合输入变量所构建的估产模型最优，其决定系数、均方根误差和标准均方根误差分别为0.90、500 kg/hm2和14.3%，可用于苜蓿产量的快速准确评估。研究结果可为苜蓿的规模化生产和精细化管理提供技术支持。     

等高反坡阶对玉米生长及光合特性的影响

[目的] 探讨坡耕地等高反坡台阶措施对玉米生长及光合特性的影响，为云南省坡耕地作物种植提供科学依据。[方法] 以玉米（云瑞668）为供试材料，采用田间试验，试验设置2个布设有反坡台阶的坡耕地样地（2^#和3^#，CR）及1个未扰动的对照样地（1^#，CK），通过野外定位监测方法，测定玉米生长相关指标，净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率以及作物产量，研究等高反坡阶对玉米生长特征、光合特性的影响。[结果] 等高反坡阶措施对玉米茎粗、穗位高影响不显著。反坡阶坡中地块对玉米株高促进作用最为显著，增幅为27.9%；反坡阶样地玉米叶面积指数显著高于原状坡耕地，LAI最高达5.01~5.78，灌浆期后可维持相对较高的LAI，而CK组LAI范围为3.78~4.79，且下降较快；反坡阶处理下玉米叶片净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、叶片瞬时水分利用效率（WUE_L）、作物水分利用效率（WUE）均高于坡耕地；玉米产量分别较坡耕地提高了9.6%，13.8%。[结论] 在云南省坡耕地作物种植地区，通过布设等高反坡阶减少水土流失，提高土壤水分，增加土壤贮水量，进而使叶片维持较高的光合作用以及生理状态，为玉米干物质生产奠定了生理基础，提高了作物产量。自然降雨情况下，坡耕地坡度为15°时布设高反坡阶对玉米光合特性、WUE及产量促进作用最佳。     

线性非平稳型农田土壤水分信息空间变异性及预测研究

以中国东北春旱秋涝严重的西辽河灌区为背景，用线性地质统计学理论探索１ｍ深农田土壤层内非平稳型（含有漂移）水分信息的空间分布特征。在采样区土壤水分信息空间结构性揭示基础上，对土壤水分信息的空间漂移数据与观测尺度间的效应关系、区域化变量变差函数γ_Ｚ（ｈ）与剩余变差函数γ_R（ｈ）间的差异性、普通克立格法与泛克立格法用于待估区域水分信息值的差异性等进行了较深入研究。结果表明在最大滞后距范围（ｈ≤ａ）之内，两种估值方法得到的结果与实验值均较吻合，因而可用计算简单的普通克立格法对线性非平稳型土壤水分信息进行大面积区域墒情预测     

城市生活垃圾堆肥过程中腐熟度指标及控制参数

以日处理400 t经马家楼筛分处理后的15～60 mm生活垃圾的北京南宫堆肥厂垃圾堆肥过程为研究对象，对堆肥过程中垃圾的理化性质、腐熟度指标与控制参数进行了研究。结果表明，堆肥过程中水分含量是下降的；不同季节堆肥pH值的总体变化均呈上升趋势；电导率(EC)降到了作物受抑制的限定值以下，不会对作物产生盐分毒害；堆肥水浸提的腐殖酸E₄/E₆值随着垃圾堆肥腐熟度升高呈增加趋势；24 h和96 h的发芽率指数(GI)表明垃圾堆肥时间可以从8周缩短到5周；有机碳、总氮和C/N比随着堆肥时间的增加均呈下降趋势；C/N比与E₄/E₆值和GI(24 h和96 h)值呈显著负相关关系，EC值与E₄/E₆值和GI(24 h和96 h)值呈极显著负相关，而E₄/E₆值与GI(24 h和96 h)值呈极显著正相关。     

不同土质下灌水盐度对滴灌棉花生理及产量品质的影响

在干旱、半干旱地区利用微咸水进行灌溉可以缓解淡水资源供需矛盾，但其灌溉效果与土壤质地是否相关有待研究。该研究旨在探讨灌水矿化度对不同土壤质地滴灌棉花生长发育和籽棉产量、纤维品质的影响。2022 年进行桶栽试验， 设置 2 种玛纳斯河流域常见的棉田土壤质地（砂壤土 T1、砂土 T2）和 4 个灌水矿化度（0.85（S0）、2.00（S1）、 5.00（S2）、8.00g/L（S3）），共 8 个试验处理，研究不同处理下棉花光合指标、株高、茎粗、产量及品质。结果表明： 随灌水矿化度增大，在砂土中棉花苗期后株高、茎粗、净光合速率、蒸腾速率、单铃质量、单株铃数、产量、灌溉水利 用效率和断裂比强度均呈现减小趋势，S3 处理的蒸腾速率在蕾期较 S0 降低 10.61%；而在砂壤土条件下，各指标呈先增 后减趋势，S1 处理净光合速率较 S0 增加 8.40%。随灌水矿化度升高，2 种土壤质地下棉花的最大荧光呈现减小趋势， 非光化学淬灭呈现增加趋势。通过回归分析可知，砂土棉田棉花产量与灌水矿化度呈负相关关系，而在砂壤土棉田中， 用小于 3.69 g/L 的灌溉水不会降低棉花产量。利用通径分析可知，在砂壤土条件下，棉花茎粗、蒸腾速率是影响产量的主要因素，株高是影响马克隆值的主要因素。在砂土条件下，非光化学淬灭系数、蒸腾速率是影响产量的 主要因素，株高、蒸腾速率是影响马克隆值的主要因素。该研究可为玛纳斯河流域不同土质棉田合理利用微咸水资源提供理论依据与技术支撑。     

水分对日光温室独本菊外观品质影响的模拟

水分是影响菊花生长发育和外观品质的重要因子。为定量研究水分对日光温室独本菊外观品质（株高、茎粗、叶片数、花头直径、花颈长）的影响,该研究以秋菊品种“神马”（Chrysanthemum morifolium ‘Jinba’）为试验材料,于2006年8月－2007年6月在北京日光温室内进行了不同定植期和不同水分处理的栽培试验,以生理辐热积为预测指标,定量分析了基质水势对独本菊株高、茎粗、叶片数、花头直径和花颈长的动态的影响,建立了基质水势对独本菊株高、茎粗、叶片数、花头直径和花颈长影响的模拟模型,并用与建立模型相独立的数据对模型进行检验。结果表明,模型对日光温室独本菊各外观品质指标预测结果较好,株高、茎粗、单株叶片数、花头直径和花颈长的模拟值与实测值之间基于1︰1线的决定系数分别为0.98、0.93、0.98、0.93、0.86,相对预测误差（RSE）分别为8.79%、5.66%、8.45%、12.2%、12.9%。该研究建立的模型可以为日光温室秋菊品种“神马”的水分管理提供理论依据和决策支持。     

种植行距与灌水量对西北日光温室番茄生育和产量的影响

研究膜下滴灌番茄不同种植行距与灌水量对番茄生育及产量的影响,试验在大小行沟垄种植形式的基础上设置3种种植行距分别为L1(60cm)、L2(45cm)和L3(30cm);以蒸发皿累积蒸发量E为标准设置0.6E、0.8E、1.0E、1.2E共4个灌水水平,共12个处理。研究了不同种植行距与灌水量对番茄不同生育期生长生理指标及产量的影响,探讨了不同生长生理指标与产量间的关系。结果表明:低种植行距处理(L3),会造成植株徒长及过高的叶面积指数,抑制作物群体的光合生理活动,导致较低的产量和灌溉水利用效率。过低的灌水量(0.6E)会抑制番茄植株的光合生理活动,且随生育期的进行表现出明显的水分胁迫的累积作用。叶面积指数和净光合速率对产量的影响最为直接,提高作物的净光合速率是实现作物增产的重要途径;株高茎粗与叶面积指数间具有良好的回归关系(P=0.004 6),高茎粗低株高植株具有较为适宜的叶面积指数,有利于产量的形成。相较于产量最高的种植行距与灌水量组合L1-1.2E处理,L1-0.8E和L2-0.8E处理可在产量仅降低4.28%和9.00%的情况下提高灌溉水利用效率36.00%和29.29%。该结果为西北地区日光温室番茄科学种植与灌水提供依据。     

不同栽培模式对马铃薯农田土壤温度、生物性状及产量的影响

为探究不同栽培模式对马铃薯农田土壤温度、生物性状及产量的影响,采用覆膜、添加秸秆、添加秸秆再覆膜不同种植模式,以普通种植方式为对照,进行了研究。研究结果表明,在马铃薯生育前期,土壤平均温度差异为:添加秸秆再覆膜处理覆膜栽培处理添加秸秆处理普通种植(CK);添加秸秆再覆膜处理的株高、茎粗显著高于其他处理,其中株高较其他处理增加了1.9%～39.6%,茎粗较其他处理增加了13.7%～22.6%;添加秸秆再覆膜处理产量达到44 022 kg·hm-2,比对照(21 091 kg·hm-2)增产109%;覆膜处理产量39 490 kg·hm-2,比对照增产87.2%;添加秸秆处理产量为22 211 kg·hm-2,比对照增产5.3%。因此,添加秸秆再覆膜的处理能显著提高马铃薯田间土壤温度、增强植株长势、增加产量。     

灌溉量和施氮量对油用亚麻茎秆抗倒性能及产量的影响

为明确灌水和施氮对油用亚麻(Linum usitatissimum L.)抗倒伏能力和产量的影响,以‘陇亚杂1号’为材料,于2012—2013年以灌溉量为主处理(W1:2 700 m3·hm-2;W2:3 300 m3·hm-2),施氮量为副处理[纯氮量分别为N0:0 kg·hm-2(CK);N1:37.5 kg·hm-2(低氮);N2:112.5 kg·hm-2(中氮);N3:225 kg·hm-2(高氮)],研究灌溉量和施氮量对与油用亚麻抗倒性能相关的形态学特性、茎秆强度、抗倒伏指数及茎秆化学组分含量、产量构成因子及产量的影响。结果表明,随灌溉量的增加,茎秆强度和抗倒伏指数下降,株高增加,重心上移,茎粗、茎壁厚度降低,地上部干重增加,根干重减少,根冠比下降,同时茎秆中纤维素、木质素、可溶性糖和淀粉的含量下降;随施氮量的增加,茎秆强度和抗倒伏指数先升高后降低,株高和重心高度增加,茎粗、茎壁厚度、根干重和根冠比先增后减,地上部干重增加,茎秆中各化学组分含量及产量也先增加后降低。进一步分析发现抗倒伏指数与茎秆强度、茎粗、茎壁厚度、根干重、根冠比、纤维素含量、木质素含量、可溶性糖含量及淀粉含量均呈正相关关系,与株高、重心高度、地上部干重呈负相关关系。低灌水处理(W1)的茎秆强度、抗倒伏指数和产量分别比高灌水处理(W2)高30.55%、41.06%和0.53%,过多灌水不利于油用亚麻茎秆抗倒伏性能和产量的提高;中氮处理(N2)的茎秆强度分别比不施氮(CK)和高氮(N3)处理高36.8%和3.95%,产量分别高15.9%和0.8%,可见油用亚麻的栽培中施氮量不能过高或过低。因此,生产上采用适宜的灌溉量和施氮量是防止油用亚麻倒伏、获得高产、提高生产效益的重要措施。在本试验区,同等肥力土壤条件下,以灌溉量2 700 m3·hm-2和纯施氮量112.5 kg·hm-2为宜。     

基于骨架和最优传输距离的玉米点云茎叶分割和表型提取

针对当前三维点云分割方法难以精确分割玉米植株顶部新叶的问题,该研究提出一种基于点云骨架和最优传输距离的玉米点云茎叶分割方法。首先利用拉普拉斯骨架提取算法获得植株骨架;其次根据玉米形态结构特征将植株骨架分解成器官子骨架,并实现器官粗分割;再以最优传输距离作为点云距离度量,采用从上到下的顺序对未分割点云进行精细分割;最后自动提取株高、冠幅、茎高、茎粗、叶长和叶宽6种表型参数。研究结果表明,茎叶分割的平均精确度、平均召回率、平均微F1分数和平均总体准确率分别为0.967、0.961、0.964和0.967;6个表型参数的提取值与实测值具有较强的相关性,决定系数分别为0.99、0.99、0.96、0.97、0.93和0.96。该研究方法能对茎叶器官进行精确分割,为玉米高通量表型检测、三维几何重建等提供了一种有效技术手段。     

面向省级农作物种植面积遥感估算的分层方法

针对当前遥感抽样估算中分层标志缺乏遥感识别误差描述的问题,该文探讨了基于农作物遥感识别结果的不同分层方法的抽样效率。以江苏省为研究区,采用2阶段分层,采用数字高程模型(digital elevation model,DEM)标准差进行一阶段分层,在一阶段分层的基础上,分别采用农作物识别种植规模、遥感识别破碎度、种植结构以及种植结构与破碎度指标进行二阶段分层。试验结果表明:种植结构与破碎度指标的分层效率最高,相对效率达到5.90,该分层指标融合了遥感分类结果反演出的种植结构和破碎度,不但能够有效地反映出农作物区域的景观特征,同时也较为合理地反映出区域间作物种植的差异性,为提高省级农作物种植面积遥感抽样估算效率提供有力的参考。     

Response of Leek (Allium porrum L.) to Different Irrigation Water Levels Under Rain Shelter

A pot experiment was conducted to investigate the effects of different water levels on water-use efficiency, yield and growth parameters of leek (Allium porrum L.) and was carried out in the practical research field of Ondokuz May?s University in Turkey. Different irrigation water levels were based on the weight changes of each pot and included 5 irrigation treatments [25% (I₂₅), 50% (I₅₀), 75% (I₇₅), 100% (I₁₀₀) and 118% (I₁₁₈) times of consumed water]. Decreases in irrigation water resulted in decreases in plant height, stem diameter, leaf and stem fresh weights, leaf and stem dry weights and leaf area, but did not significantly affect leaf number or chlorophyll content. A yield-response factor of 1.26 was obtained, implying that the leek crop was sensitive to water stress caused by deficit irrigation. Comprehensive analysis of yield, water use efficiency, and evapotranspiration, the I₇₅ treatment can be suggested for leek production in water-scarce regions.     

Compost Amendment to Sandy Soil Affects Soil Properties and Greenhouse Tomato Productivity

Sandy soils, with low productivity, could be improved by compost application to sustain crop production. This study aimed to examine the effect of three compost types (vegetable, fruit and yard waste compost, garden waste compost, and spent mushroom compost) on basic properties of a loamy sand and greenhouse tomato productivity. Disturbed and intact soil samples were taken from a decade-long compost field experiment on loamy sand with three compost types at application rate of 30 m³ ha^?1 yr^?1 (7.5 ton ha^?1 yr^?1). The soils were characterized for chemical and physical properties. Tomato was planted in a greenhouse using soil samples from the field and vegetative and yield parameters (plant height, stem diameter, leaf number, and fruit yield), water productivity, and harvest index were evaluated. All compost types significantly increased soil total carbon, total nitrogen, pH, electrical conductivity and significantly decreased bulk density, with no effect on plant available water compared to the control. Fresh and dry fruit weights were significantly increased after compost addition. Plant height, leaf number, stem diameter, and total biomass did not significantly improve after compost addition. Spent mushroom compost had greater effect in improving tomato productivity. A decade-long application of composts on loamy sand improved basic chemical and physical properties which were reflected in increased fruit yield in tomato. Since no negative effect of compost was observed, we suggest that sandy soils may serve as a safe end use option for these composts and potentially support crop growth.     

多时相归一化植被指数NDVI的时空特征提取与作物长势模型设计

目前国内外对作物长势遥感监测研究主要集中在发展具体指标及其定量化,忽略了作物长势的时空特征。作物长势是一个时空变化的过程,同一时相的作物长势在空间地域上和同一空间地域的作物在不同时相上存在差异。因此,时空特征的提取是进行大尺度作物长势监测的基础。该文讨论多时相归一化植被指数NDVI时空特征提取并反映为相关的特征参数,并讨论了作物长势监测模型的建立     

空间自相关性对冬小麦种植面积空间抽样效率的影响

空间抽样是实现区域农作物面积高效估算的重要手段,农作物分布受自然条件等因素影响普遍存在空间自相关性,但以往针对空间相关性对农作物面积抽样效率的影响研究明显不足。该研究选取安徽省凤台县为研究区,通过2017年4月4景GF-1全色多光谱影像(Panchromatic and Multispectral, PMS)与Google Earth高空间分辨率影像相结合提取研究区冬小麦。设计10种抽样单元尺度、3种抽样外推方法、2种相对允许误差和5种样本布局方式,构建多种冬小麦面积空间抽样方案。利用全局莫兰指数(global Moran’s index)评价不种尺度下抽样单元内冬小麦面积比的空间自相关强度,分析空间自相关性对冬小麦面积抽样效率(抽样误差、样本容量和空间布局)的影响。研究结果表明,抽样单元内冬小麦面积比的空间自相关强度随单元尺度的增大而减小,全局莫兰指数相应地由0.75降至0.50。无论在何种尺度下抽样单元内冬小麦面积比都呈显著的空间正相关性;抽样外推冬小麦面积总体的误差随空间自相关强度的减小呈先减小后明显增大的趋势。在10种抽样单元尺度中,当抽样单元尺度为2000m且抽样比为5%时,无论采用何种抽样方法外推总体的误差均为最小(简单随机抽样、系统和分层抽样外推总体的相对误差分别为17.94%、9.48%和1.82%);当相对允许误差设计为5%时,简单随机抽样外推总体所需样本容量随空间自相关强度的降低从660降至56。而分层抽样的样本容量不受空间自相关性的影响;5种样本布局方式中,采用分层随机抽样方式外推冬小麦面积总体的平均相对误差、平均变异系数和均方根误差最小,分别为1.82%、3.19%和0.11×108 m2。该研究可为有空间自相关存在下的农作物面积空间抽样方案合理设计提供参考依据。     

五台山华北落叶松水源涵养林密度结构与生长动态

 为探索华北落叶松水源涵养林的立地适应性和密度合理性,在山西省五台山水源涵养林区,利用标准木树干解析法,对10年生华北落叶松2种密度(2600和3500株.hm-2)的人工林生长过程和直径分布进行研究。结果表明:1)2种林分树高生长量基本相同,几乎不受密度变化的影响;林木直径和立木材积生长过程差别较大;低密度林分的生长状况和密度结构优于高密度林分。2)2种林分直径分布的偏度系数(Sk)差别较大;低密度林分Sk=0.01,接近正态分布,密度结构基本合理;高密度林分Sk=0.45,偏离正态分布,林木密度偏大。2种林分直径分布的峰度系数(K)相差不大(分别为-0.64和-0.74),密度因素对林木分化的作用较小。3)低密度林分的林木胸径、单株材积和干材蓄积生长量逐年增加,没有受到密度的影响;高密度林分的林木胸径、单株材积和干材蓄积生长量从6年生开始明显下降。4)华北落叶松人工林的林龄为10年生时,合理密度约2600株.hm-2;若不考虑10年生之前的间伐利用,可以作为人工造林合理的初植密度。     

Field efficiency of biofertilizers on the growth of okra (Abelmoschus esculentus [(L.) Moench])

An experiment was carried out at the Farm of the Department of Crop Botany, Bangladesh Agricultural University, Mymensingh from March to July, 2001 to investigate the effect of biofertilizers on morpho‐physiological characters of okra. The experiment was laid out in a randomized complete block design with four replications. There were nine treatments such as T₀ (control), T₁ (Azotobacter biofertilizer), T₂ (Azospirillum. biofertilizer), T₃ (Azotobacter + Azospirillum. biofertilizers), T₄ (Azotobacter + Cowdung 5 t ha^–1), T₅ (Azospirillum + 5 t ha^–1 cowdung), T₆ (Azotobacter + Azospirillum + 5 t ha^–1 cowdung), T₇ (5 t ha^–1 cowdung), and T₈ (60 % N). The experimental results revealed significant variations among the treatments in respect of morphological characters, e.g. plant height, number of leaves per plant, stem base diameter, tap root length, and physiological characters like root dry weight, leaf area index, and crop growth rate. Number of leaves per plant, stem base diameter, root length, root dry weight, leaf area index, and crop growth rate were larger in T₄, T₅, T₆, and T₈ than the others. In all the parameters, T₈ gave the similar result with biofertilizers in combination with cowdung treatments, and T₇ was identical with T₀ (control). These experimental results revealed that morpho‐physiological characters of okra could be modified by the application of biofertilizer + cowdung. However, biofertilizers + cowdung treatments were comparable to T₈ (60 % N) in this study. This suggests that T₄ or T₆ or T₅ were more benificial in environmentally friendly okra cultivation and may be used as an alternative of inorganic N by saving cost of production and sustaining productivity.